JPH0644664B2 - 半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法 - Google Patents
半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法Info
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- JPH0644664B2 JPH0644664B2 JP16569387A JP16569387A JPH0644664B2 JP H0644664 B2 JPH0644664 B2 JP H0644664B2 JP 16569387 A JP16569387 A JP 16569387A JP 16569387 A JP16569387 A JP 16569387A JP H0644664 B2 JPH0644664 B2 JP H0644664B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体レーザ装置の集積型外部傾斜ミラー形
成法に関するものである。
成法に関するものである。
（従来の技術） 半導体レーザ装置は、世に登場して以来、ファブリーペ
ロー共振器を構成するための一対の端面ミラーを形成す
るため、基板結晶の劈開技術を利用して来た。近年、半
導体レーザ装置を、同一基板内に多数集積する、光・電
子集積回路が開発され、このための垂直端面ミラー形成
技術として、前記劈開技術に代わって、ドライエッチン
グによる微細加工技術が注目されて来た。更に、最近で
は、前記共振器垂直端面ミラーの外部に、これと近接せ
しめて、所望の角度を有する傾斜ミラー形成し、レーザ
の出射光を、この傾斜ミラーで反射せしめ、基板に垂直
な方向に取り出すという面出射型半導体レーザが提案さ
れている。
ロー共振器を構成するための一対の端面ミラーを形成す
るため、基板結晶の劈開技術を利用して来た。近年、半
導体レーザ装置を、同一基板内に多数集積する、光・電
子集積回路が開発され、このための垂直端面ミラー形成
技術として、前記劈開技術に代わって、ドライエッチン
グによる微細加工技術が注目されて来た。更に、最近で
は、前記共振器垂直端面ミラーの外部に、これと近接せ
しめて、所望の角度を有する傾斜ミラー形成し、レーザ
の出射光を、この傾斜ミラーで反射せしめ、基板に垂直
な方向に取り出すという面出射型半導体レーザが提案さ
れている。
かかる構造を形成するために、従来知られた方法は、基
板に予めマスクパターンを形成し、次に前記ドライエツ
チングとして、イオンビーム（しばしばArはイオンビー
ム）エッチングを用いる方法である。第５図は、従来例
における主工程の概略図である。図において、41はレー
ザ基板、42はレジストパターン、43はイオンビームであ
る。該イオンビームは、基板と角度44を有する47の方向
に、配備されている。この様な配置でエッチングを行う
と、同図(b)に示される様に、垂直側壁を有するミラー4
8と、所望の傾斜端面を有するミラー49とが、同時に得
られる。この時、得られた傾斜ミラー49が、基板表面と
なる角45は、前記イオンビームと基板のなす角44に比べ
一般に増大する。これはイオンビーム衝撃により、レジ
ストのマスク端部46が損耗を受けて後退する事に由来す
る。従って、例えば、ミラー49の傾斜角を45℃とする時
イオンビームの傾斜角44は、20°〜25°に選ばれる。
板に予めマスクパターンを形成し、次に前記ドライエツ
チングとして、イオンビーム（しばしばArはイオンビー
ム）エッチングを用いる方法である。第５図は、従来例
における主工程の概略図である。図において、41はレー
ザ基板、42はレジストパターン、43はイオンビームであ
る。該イオンビームは、基板と角度44を有する47の方向
に、配備されている。この様な配置でエッチングを行う
と、同図(b)に示される様に、垂直側壁を有するミラー4
8と、所望の傾斜端面を有するミラー49とが、同時に得
られる。この時、得られた傾斜ミラー49が、基板表面と
なる角45は、前記イオンビームと基板のなす角44に比べ
一般に増大する。これはイオンビーム衝撃により、レジ
ストのマスク端部46が損耗を受けて後退する事に由来す
る。従って、例えば、ミラー49の傾斜角を45℃とする時
イオンビームの傾斜角44は、20°〜25°に選ばれる。
（発明が解決しようとする問題点） この様に、従来知られたイオンビームエッチングでは、
イオンビームと、基板のなす角度は、求める傾斜ミラー
のなす傾斜角度と異にせねばならず、しかも両角度の差
はイオン照射がもたらす、レジストパターン端部の後退
量に強く依存していた。かかるレジスト端部の後退量
は、初期のレジスト断面形状・膜厚およびイオンビーム
の加速エネルギー、イオン電流密度など多くのパラメタ
ーに依存する。従って所望傾斜角の制御は、一般に困難
を伴うものであった。更に試料断面に垂直な方向に沿っ
た前記レジスト端部の断面形状の再現性及び均一性を、
レジストパターン形成毎に一定に保つ事は一般に容易で
はない。
イオンビームと、基板のなす角度は、求める傾斜ミラー
のなす傾斜角度と異にせねばならず、しかも両角度の差
はイオン照射がもたらす、レジストパターン端部の後退
量に強く依存していた。かかるレジスト端部の後退量
は、初期のレジスト断面形状・膜厚およびイオンビーム
の加速エネルギー、イオン電流密度など多くのパラメタ
ーに依存する。従って所望傾斜角の制御は、一般に困難
を伴うものであった。更に試料断面に垂直な方向に沿っ
た前記レジスト端部の断面形状の再現性及び均一性を、
レジストパターン形成毎に一定に保つ事は一般に容易で
はない。
以上、従来の方法では、所望の傾斜角を再現性および均
一性良く達成する事には、しばしば多大の困難が伴っ
た。
一性良く達成する事には、しばしば多大の困難が伴っ
た。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の如き従来の問題点に着目してなされた
ものであって、その構成は、半導体レーザ基板に、共振
器垂直端面と、これに近接した外部傾斜端面とを形成す
る方法において、当該垂直端面形成のための細溝加工
と、当該外部傾斜端面形成のための、基板と所望の傾斜
角をなす細溝加工とから成り、且つ前記２つの細溝が底
部で交わった時、はじめて前記２つの溝で挟まれた領域
が基板から除去される様にした事を特徴とする半導体レ
ーザ集積型外部傾斜ミラー形成法にある。
ものであって、その構成は、半導体レーザ基板に、共振
器垂直端面と、これに近接した外部傾斜端面とを形成す
る方法において、当該垂直端面形成のための細溝加工
と、当該外部傾斜端面形成のための、基板と所望の傾斜
角をなす細溝加工とから成り、且つ前記２つの細溝が底
部で交わった時、はじめて前記２つの溝で挟まれた領域
が基板から除去される様にした事を特徴とする半導体レ
ーザ集積型外部傾斜ミラー形成法にある。
（作用） 本発明によれば、垂直端面と傾斜端面とを併せ持つ様な
非対称な断面形状の加工に、前記各々の端面に相当する
垂直細溝及び傾斜細溝加工を独立に行い、且つ２つの細
溝を底部で交叉せしむる事によって、２つの細溝に囲ま
れた領域を、周囲から分断せしむる事が可能である。こ
こで、従来例では前述の如くイオンビームエッチング時
のマスク端部の後退を利用して、非対称加工形状を得て
いた。これに対し、本発明では垂直細溝、および傾斜細
溝の加工には主として反応性イオンビームエッチングを
用いるため、マスク端部の後退に頼む事なく、マスクの
初期パターン形状のみに依存して、細溝の加工形状が決
まる。従って所望の非対称溝加工の形状を人為的に制御
する事が容易である。
非対称な断面形状の加工に、前記各々の端面に相当する
垂直細溝及び傾斜細溝加工を独立に行い、且つ２つの細
溝を底部で交叉せしむる事によって、２つの細溝に囲ま
れた領域を、周囲から分断せしむる事が可能である。こ
こで、従来例では前述の如くイオンビームエッチング時
のマスク端部の後退を利用して、非対称加工形状を得て
いた。これに対し、本発明では垂直細溝、および傾斜細
溝の加工には主として反応性イオンビームエッチングを
用いるため、マスク端部の後退に頼む事なく、マスクの
初期パターン形状のみに依存して、細溝の加工形状が決
まる。従って所望の非対称溝加工の形状を人為的に制御
する事が容易である。
（実施例） 以下、本発明の実施例を示す。
第１図は、本発明の一実施例を示すものである。同図
(a)において、AlGaAs系レーザ基板11の表面に、垂直細
溝を加工するためのレジストマスク13が予め形成されて
いる。レーザの活性層12は、表面から約２μｍの深さに
位置しており、マスク13の溝幅は約２μｍである。次
に、同図(b)に示す様に純塩素(Cl2)ガスの放電プラズマ
を利用して、反応性イオンビームエッチングが行われ、
深さ約５μｍの垂直溝15が形成される。ここにエッチン
グ条件は、Cl2ガスが1.2×10-3Torr、イオン引出電圧が
400Ｖ、エッチング時間が約30分である。しかる後、レ
ジストマスク13を除去した後、同図(c)に示す様に垂直
溝15から約５μｍ離れた位置に、溝（幅約２μｍ）を有
する様な、第２のレジストマスク16が形成される。この
レジスト形成工程において、垂直溝15はレジスト材によ
り埋め込まれている。次に前記エッチングと同様に反応
性イオンビームエッチングを行う。この時、同図(d)に
示す様に基板11は反応性プラズマシャワー17に対して45
°の角度をなす様に配置されているため、レジストパタ
ーン16をマスクとした斜めエッチングが行われ傾斜溝18
が形成される。この時垂直溝15と、傾斜溝18とは、底部
19にて交叉している。従って、両者の細溝15,18に囲ま
れた部分25は、レジストマスク16を除去する際に、基板
11から分離され、最終的に同図(e)に示される様に垂直
側壁21と傾斜面22を有する様な非対称な溝が得られる。
(a)において、AlGaAs系レーザ基板11の表面に、垂直細
溝を加工するためのレジストマスク13が予め形成されて
いる。レーザの活性層12は、表面から約２μｍの深さに
位置しており、マスク13の溝幅は約２μｍである。次
に、同図(b)に示す様に純塩素(Cl2)ガスの放電プラズマ
を利用して、反応性イオンビームエッチングが行われ、
深さ約５μｍの垂直溝15が形成される。ここにエッチン
グ条件は、Cl2ガスが1.2×10-3Torr、イオン引出電圧が
400Ｖ、エッチング時間が約30分である。しかる後、レ
ジストマスク13を除去した後、同図(c)に示す様に垂直
溝15から約５μｍ離れた位置に、溝（幅約２μｍ）を有
する様な、第２のレジストマスク16が形成される。この
レジスト形成工程において、垂直溝15はレジスト材によ
り埋め込まれている。次に前記エッチングと同様に反応
性イオンビームエッチングを行う。この時、同図(d)に
示す様に基板11は反応性プラズマシャワー17に対して45
°の角度をなす様に配置されているため、レジストパタ
ーン16をマスクとした斜めエッチングが行われ傾斜溝18
が形成される。この時垂直溝15と、傾斜溝18とは、底部
19にて交叉している。従って、両者の細溝15,18に囲ま
れた部分25は、レジストマスク16を除去する際に、基板
11から分離され、最終的に同図(e)に示される様に垂直
側壁21と傾斜面22を有する様な非対称な溝が得られる。
第２図は本発明実施例における面出射レーザとしての効
果を示すものであり、活性層の垂直面21から放出された
出射光23は傾斜面22で90°反射された後、反射光24とし
て基板と垂直方向に取り出される。
果を示すものであり、活性層の垂直面21から放出された
出射光23は傾斜面22で90°反射された後、反射光24とし
て基板と垂直方向に取り出される。
本発明では、２段階工程による垂直細溝と傾斜細溝の加
工が必須要件であった。この効果を表わす実施例を以下
の第３図及び第４図により説明する。第３図は第一の垂
直溝加工が、広い溝幅71を有する場合の不良例である。
本例では、同図(a)に示す要に第二の傾斜溝加工18を行
うためのレジストパターン16の開口部70が垂直溝から十
分離れている。この時垂直壁直上のレジスト部72は周辺
より薄くなるため、後のドライエッチングに対するマス
ク効果が損なわれる。更に、同図(b)に示す様に、得ら
れた傾斜面22は、レーザ出射端面から離れすぎているた
め、出射光の一部73は、傾斜22反射せず本素子の性能が
低下し、好ましくない。本図においてレジスト開口部70
が、垂直溝に近い場合には傾斜面22が高い位置にできる
ため、垂直側壁７の底部が残存し、この為、前記レーザ
出射光の下部が反射光として有効に取り出せないという
欠点が残る。第４図は、傾斜溝加工が、広い溝幅77を有
する場合の不良例である。本例では、同図(a)に示す様
に垂直細溝形成後に、レジストパターン16の開口部77を
垂直細溝に近づけて形成している。このため、得られた
傾斜面は22のミラー以外に、垂直端面15の下部が切削さ
れて傾斜面78が形成されている。これにより、レーザか
らの出射光は下部が、傾斜面78による散乱を受け、前記
不良例と同じ様に素子性能の劣化を招く事になる。
工が必須要件であった。この効果を表わす実施例を以下
の第３図及び第４図により説明する。第３図は第一の垂
直溝加工が、広い溝幅71を有する場合の不良例である。
本例では、同図(a)に示す要に第二の傾斜溝加工18を行
うためのレジストパターン16の開口部70が垂直溝から十
分離れている。この時垂直壁直上のレジスト部72は周辺
より薄くなるため、後のドライエッチングに対するマス
ク効果が損なわれる。更に、同図(b)に示す様に、得ら
れた傾斜面22は、レーザ出射端面から離れすぎているた
め、出射光の一部73は、傾斜22反射せず本素子の性能が
低下し、好ましくない。本図においてレジスト開口部70
が、垂直溝に近い場合には傾斜面22が高い位置にできる
ため、垂直側壁７の底部が残存し、この為、前記レーザ
出射光の下部が反射光として有効に取り出せないという
欠点が残る。第４図は、傾斜溝加工が、広い溝幅77を有
する場合の不良例である。本例では、同図(a)に示す様
に垂直細溝形成後に、レジストパターン16の開口部77を
垂直細溝に近づけて形成している。このため、得られた
傾斜面は22のミラー以外に、垂直端面15の下部が切削さ
れて傾斜面78が形成されている。これにより、レーザか
らの出射光は下部が、傾斜面78による散乱を受け、前記
不良例と同じ様に素子性能の劣化を招く事になる。
以上に述べた如く本発明の垂直および傾斜溝が幅の広い
ものであった場合に、効果的なレーザ出射光傾斜ミラー
は得られない。従って、本発明では、請求の範囲で述べ
た如く、前記垂直溝および傾斜溝が十分幅の狭い細溝で
ある事が必要であり、且つこの時に限って、有効な傾斜
ミラーが得られる事になる。但し、前記溝幅の最適値を
得る事は、設計の問題であり、本発明の骨子は、２段階
の溝加工が底部で交わった時に、はじめて、これら２つ
の溝で挟まれた領域が基板から分離、除去される様に設
定された細溝加工を２段階で行う事である。
ものであった場合に、効果的なレーザ出射光傾斜ミラー
は得られない。従って、本発明では、請求の範囲で述べ
た如く、前記垂直溝および傾斜溝が十分幅の狭い細溝で
ある事が必要であり、且つこの時に限って、有効な傾斜
ミラーが得られる事になる。但し、前記溝幅の最適値を
得る事は、設計の問題であり、本発明の骨子は、２段階
の溝加工が底部で交わった時に、はじめて、これら２つ
の溝で挟まれた領域が基板から分離、除去される様に設
定された細溝加工を２段階で行う事である。
尚、第１図の実施例では、最初に、垂直溝15を形成し、
次に傾斜溝18を形成したが、この順序が逆であったとし
ても、本発明の効果に変わりはない。従って本発明はこ
の順序の如何を問うものではない。
次に傾斜溝18を形成したが、この順序が逆であったとし
ても、本発明の効果に変わりはない。従って本発明はこ
の順序の如何を問うものではない。
（発明の効果） 本発明では、垂直および傾斜端面の形成に、従来例の様
なマスクパターン端部の後退を利用するものでなく、逆
にマスクパターン端部は加工中に変形しない様に配慮が
なされている。加えて、垂直および傾斜端面の断面形状
は、基板と反応性イオンビームのなす角度で制御され、
得られる加工形状の制度は±１°以内である。従って、
本発明の第一の効果は、加工断面形状の制御性が極めて
良好で且つ制御が容易である点にある。
なマスクパターン端部の後退を利用するものでなく、逆
にマスクパターン端部は加工中に変形しない様に配慮が
なされている。加えて、垂直および傾斜端面の断面形状
は、基板と反応性イオンビームのなす角度で制御され、
得られる加工形状の制度は±１°以内である。従って、
本発明の第一の効果は、加工断面形状の制御性が極めて
良好で且つ制御が容易である点にある。
本発明の第二の効果は、第一の効果で述べた様にマスク
パターン端部の後退を利用せず、反応性イオンビームと
基板のなす角度で、加工形状を決めるため加工形状の再
現性、均一性が良好な点にある。
パターン端部の後退を利用せず、反応性イオンビームと
基板のなす角度で、加工形状を決めるため加工形状の再
現性、均一性が良好な点にある。
これら２つの効果は、第５図に示した従来例では得られ
ない、本発明の重要な効果、利点である。
ない、本発明の重要な効果、利点である。
第１図は本発明の実施例における工程図、第２図は本実
施例で得られた素子の動作説明図、第３図および第４図
は、本発明の効果を説明するための動作特性例、第５図
は従来例の工程および構造説明図である。
施例で得られた素子の動作説明図、第３図および第４図
は、本発明の効果を説明するための動作特性例、第５図
は従来例の工程および構造説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザ基板に、共振器垂直端面と、
これに近接した外部傾斜端面とを形成する方法におい
て、当該垂直端面形成のための細溝加工と、当該外部傾
斜端面形成のための、基板と所望の傾斜角をなす細溝加
工とから成り、且つ前記２つの細溝が底部で交わった
時、はじめて前記２つの溝で挟まれた領域が基板から除
去される様にした事を特徴とする半導体レーザ集積型外
部傾斜ミラー形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16569387A JPH0644664B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16569387A JPH0644664B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS649683A JPS649683A (en) | 1989-01-12 |
| JPH0644664B2 true JPH0644664B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=15817249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16569387A Expired - Fee Related JPH0644664B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体レ−ザ外部傾斜ミラ−形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644664B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5279924A (en) * | 1989-04-04 | 1994-01-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of optical diffraction grating element with serrated gratings having uniformly etched grooves |
| CA2029674C (en) * | 1989-11-13 | 1997-06-10 | Keiji Sakai | Manufacturing method of optical diffraction grating element |
| DE102008051625B4 (de) * | 2008-10-02 | 2015-08-13 | Erich Kasper | Verfahren zum Herstellen eines Bauelements mit einem optischen Koppelfenster |
| KR101071778B1 (ko) * | 2008-10-29 | 2011-10-11 | 현대자동차주식회사 | 고분자 전해질 막에 나노 표면 구조를 형성하기 위한 연료전지용 전극막 접합체 제조 방법 |
| US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
-
1987
- 1987-07-01 JP JP16569387A patent/JPH0644664B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS649683A (en) | 1989-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |